Способ тушения подземных пожаров Советский патент 1993 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу, а; именно к технологии тушения подземных п|ожаров с поверхности земли посредством буровых скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности пожаротушения за счет увеличения выхода продуцируемых инерт- нУх газов.. ;

Предлагаемый способ тушения подземных пожаров включает бурение скважины и подачу по ней в зону очага горения водного раствора карбамида (мочевины) с последующим нагнетанием минеральной кислоты.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве минеральной кислоты используют азотистую кислоту. Кроме того, в скважину дополнительно вводят водный раствор бромноватистого натрия (или калия).

При воздействии азотистой кислоты мочевина разлагается с выделением двуокиси углерода и азота

H2N-C-NH2T;2HO-N 0- - C02t-t-3H2(H2Nzf.

Двуокись углерода и, о.сооенно, азот инертизируют подземную атмосферу.

По экспериментальным данным при реализации известного и предлагаемого способов образуются следующие количества газов (в известном способе принято содержание, мас.%: Co(NH2)2-70; ()2Р04-30.

Расход реагентов и количество генерируемых инертных газов приведены в табл.1

Таким образом, при реализации предлагаемого способа обеспечивается увеличение выхода инертных газов более чем в 2 раза по сравнению с известным способом. .

Двуокись углерода и азот образуются также при разложении мочевины бромновати- стым натрием или калием

Н2М-С-ЫН2-гЗЫаОВг -

О

- 3NaBr+C02tt2H20+N2t.

Продукты этой реакции не только инер- тизируют атмосферу, но и ингибируют горение (за счет бромистого натрия).

Исходный химреагент - бромновати- стый натрий - может быть получен по реакции.

№ОН + В.Г2 :ЈNaOBr+НВг.

Непрореагировавшая часть мочевины при нагревании гидролизуется

СО

00

I

о

H2N-C-NH2+H20--

k О - C02T+2NH3t .

В зоне горения аммиак окисляется, образуя пары.воды и азот

4NH3+302 6HzO+2N2f

Непрореагировавшая часть азотистой кислоты при нагревании распадается

2HN02 . N0f4-N02f+H20.

При нагревании окись азота легко окисляется кислородом

2NCH-02 - 2NC-2

Таким образом, при реализации заявленного способа образуется смесь инертных газов СОа и N2. Другие генерируемые газы (NHa, NO) активно связывают кислород, что также способствует инертизации атмосферы. Бромид натрия, как уже отмечалось выше, ингибирует горение. При этом выход инертных газов составляет до 65% от массы закачиваемых в скважину химреаген- тов.

Реализация известного и предлагаемого способов моделировались на участке штрека объемов 24м . Один из торцовых участков штрека был перекрыт земляной перегородкой (толщина по почве 2,0 м, по кровле - 1,2 м), второй - бетонной перегородкой с дверью. В изолированный объем штрека загружалось 3 м3 угольной крошки, перемешанной с 1 м3 сосновой щепы. Горючая масса размещалась слоем мощностью 0,7 м на всей поверхности почвы (на площади 6 м2}. Розжиг угольно-древесной массы осуществлялся в осевой части штрека на расстоянии 1,5 м от бетонной перегородки посредством 3 л керосина. Время свободного горения угольно-древесной массы со0

5

0

5

0

5

ставляло 20 мин, После этого дверь в бетонной перегородке закрывалась, земляная перегородка в ее нижней части прокладывалась водоструйной пикой (модель скважины) и в горючую массу последовательно вводились химреагенты. Фиксировались объем израсходованных химреагентов и время тушения пожара. В качестве признаков потушенного пожара исгго-дезовались отсутствие окиси углерода в пробах воздуха, снижение температуры воздуха за перегородкой до плюс 30°С и снижение температуры воды, вытекающий из изолированного пожарного участка, до плюс 25°С. Результаты модельных испытаний приведены в табл.2

Результаты моделирования ликвидации подземного пожара приведены в табл.2.

Таким образом, реализация предлагаемого способа требует в 3,0-4,0 раза меньшего количества химреагентов. Время тушения пожара при этом сокращается на 20-40%.

Формулаизобретения

1. Способ тушения подземных пожаров, включающий бурение скважины и подачу по ней в зону очага горения водного раствора карбамида с последующим нагреванием минеральной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности пожаротушения за счет увеличения выхода продуцируемых газов, в качестве минеральной кислоты используют азотистую кислоту.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что дополнительно в скважину вводят водный раствор бромноватистрго натрия или калия.

Использование: тушение подземных пожаров. Сущность изобретения: в скважину подают водный раствор карбамида (мочевины), после чего туда же нагнетают азотистую кислоту. Дополнительно может вводиться также водный раствор бромноватистого натрия (или калия),2 з.п.ф-лы, 2 табл.

Таблица 1

Примечание, количество воды

Во всех трех случаях использовано одинаковое по 500 л.

Таблица 2